(57)【要約】【課題】光モジュールは、ステム、フェルールホルダ、ステムホルダ、レンズ、ステムキャップ等を備え、部品数が多くなる課題がある。また、光モジュールは、光モジュールの光軸方向の調芯工程及び光モジュールの光軸に対して垂直方向の調芯工程が必要になる。【解決手段】一方の側にフェルールが挿入され、中央に開口部を有する仕切板が一体成形されたキャップホルダを、光モジュールは、備える。キャップホルダの内径及びフェルールの外径の寸法公差を少なくする。透明板は、開口部を塞ぐように仕切板に装着される。また、当付部は、仕切板とキャップホルダが接する部分に形成される。【選択図】図３
2007114673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の側がフェルールの挿入される筒状のキャップホルダと、
中央に開口部を有し、前記キャップホルダの内部を仕切る仕切板と、
前記開口部の前記キャップホルダの他方の側を塞ぐように前記仕切板に装着される透明板と、
前記キャップホルダの前記他方の側に位置し、前記透明板に対向するように配置された光半導体素子と、
前記光半導体素子を保持し、前記キャップホルダの前記他方の側の端に固定されるステムと、を備える光モジュール。
【請求項２】
光ファイバーが中心軸に挿通された軸体及び前記軸体の外周を覆う金属製の鞘体を有するフェルールをさらに備え、前記フェルールが前記キャップホルダの前記一方の側に挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記キャップホルダの前記一方の側の内径の寸法公差は、０ミリメートル以上、＋０．０１ミリメートル以下であり、かつ、前記フェルールの外径の寸法公差は、−０．００５ミリメートル以上、０ミリメートル以下であることを特徴とする請求項２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記仕切板の前記透明板が装着されていない側の面と前記キャップホルダの内面とが接する部分にフェルール端面の外縁部が当接する当付部をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光モジュール。
【請求項５】
前記キャップホルダの前記一方の側の挿入口に切り込みをさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光モジュール。
【請求項６】
前記キャップホルダの筒中心軸に垂直な面に対して斜めとなるように前記透明板が前記仕切板に装着されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトダイオードや発光ダイオード等の光半導体素子を有する光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
図６を用いて、従来の光モジュール９０について説明する。図６は、光モジュール９０の断面図である。光モジュール９０は、ステム２３、アバランシェフォトダイオード２５、フェルールホルダ８０、ステムホルダ８１、レンズ８２、ステムキャップ８３及びステムリード８４を備える（特許文献１及び２を参照。）。
【０００３】
アバランシェフォトダイオード２５は、レンズ８２と対向するようにステム２３に配置される。ステムキャップ８３は、レンズ８２が装着される。ステムキャップ８３は、ステム２３に抵抗溶接される。また、ステム２３は、ステムリード８４が接続される。
【０００４】
フェルールホルダ８０は、ステムホルダ８１に装着される。ステムホルダ８１は、ステム２３に固定される。
【０００５】
また、フェルール２２は、両端面を結ぶ中心線に光ファイバー２１が挿通される。フェルール２２のレンズ８２と対向する側の端面は、斜め研磨される。
【０００６】
フェルールホルダ８０にフェルール２２が挿入されれば、光モジュール９０は、光通信網や光通信機器と接続することができる。なお、フェルールホルダ８０にフェルール２２が挿入された際、光モジュール９０は、レンズ８２を用いて、光モジュール９０の光軸方向の調芯工程及び光モジュール９０の光軸に対して垂直方向の調芯をする必要がある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２５８１１４号公報
【特許文献２】特開平１０−２０６７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、光モジュール９０は、ステム２３、フェルールホルダ８０、ステムホルダ８１、レンズ８２、ステムキャップ８３等を備え、部品数が多くなる課題がある。また、光モジュール９０は、光モジュール９０の光軸方向の調芯工程及び光モジュール９０の光軸に対して垂直方向の調芯工程が必要な課題がある。さらに、光モジュール９０は、高価なレンズ８２が必要となる課題がある。
【０００９】
本発明は、前記課題を解決する為になされたもので、部品数が少なく、工数を低減でき、これにより、経済性に優れる光モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、一方の側がフェルールの挿入されるキャップホルダ、キャップホルダの仕切板に装着される透明板及び光半導体素子を備える光モジュールである。
【００１１】
具体的には、本発明は、一方の側がフェルールの挿入される筒状のキャップホルダと、中央に開口部を有し、前記キャップホルダの内部を仕切る仕切板と、前記開口部の前記キャップホルダの他方の側を塞ぐように前記仕切板に装着される透明板と、前記キャップホルダの前記他方の側に位置し、前記透明板に対向するように配置された光半導体素子と、前記光半導体素子を保持し、前記キャップホルダの前記他方の側の端に固定されるステムと、を備える光モジュールである。
【００１２】
前記一方の側にフェルールが挿入され、前記仕切板が形成された前記キャップホルダを備えることで、前記光モジュールは、従来の光モジュールに係るフェルールホルダとステムホルダとを一体に出来るので、部品数を少なくすることができる。また、前記キャップホルダを一体成形すれば、前記光モジュールは、製造コストを低減することができる。さらに、前記光モジュールは、高価なレンズを必要としない。従って、本発明は、部品数が少なく、これにより、経済性に優れる光モジュールを提供することができる。
【００１３】
本発明において、光ファイバーが中心軸に挿通された軸体及び前記軸体の外周を覆う金属製の鞘体を有するフェルールをさらに備え、前記フェルールが前記キャップホルダの前記一方の側に挿入されていることが好ましい。
【００１４】
前記フェルールが前記キャップホルダの前記一方の側に挿入されることで、前記軸体に挿通された前記光ファイバーを通じて、前記光モジュールは、前記光半導体素子から又は前記光半導体素子へ光を安定して入出力することができる。従って、本発明は、安定動作する光モジュールを提供することができる。
【００１５】
本発明において、前記キャップホルダの前記一方の側の内径の寸法公差は、０ミリメートル以上、＋０．０１ミリメートル以下であり、かつ、前記フェルールの外径の寸法公差は、−０．００５ミリメートル以上、０ミリメートル以下であることが好ましい。
【００１６】
前記キャップホルダの前記一方の側の内径と前記フェルールの外径が、前述したような寸法公差となることで、前記光モジュールは、前記フェルールを挿入する際、前記光モジュールの光軸に対して垂直方向の調芯工程を不要にすることができる。従って、本発明は、工数を低減でき、これにより、経済性に優れる光モジュールを提供することができる。
【００１７】
本発明において、前記仕切板の前記透明板が装着されていない側の面と前記キャップホルダの内面とが接する部分にフェルール端面の外縁部が当接する当付部をさらに備えることが好ましい。
【００１８】
前記キャップホルダが前記当付部を備えることで、前記光モジュールは、前記フェルールを挿入する際、前記光モジュールの光軸方向の調芯工程をも不要にすることができる。従って、本発明は、工数を低減でき、これにより、経済性に優れる光モジュールを提供することができる。
【００１９】
本発明において、前記キャップホルダの前記一方の側の挿入口に切り込みをさらに備えることが好ましい。
【００２０】
前記キャップホルダが前記切り込みを備えることで、前記フェルールが前記キャップホルダの前記一方の側に挿入された状態であっても、前記光モジュールは、前記軸体の端面の傾斜の方向を外部に識別させることができる。よって、前記光モジュールは、フェルールの向きを容易に調整することができる。従って、本発明は、工数を低減でき、これにより、経済性に優れる光モジュールを提供することができる。
【００２１】
本発明において、前記キャップホルダの筒中心軸に垂直な面に対して斜めとなるように前記透明板が前記仕切板に装着されていることが好ましい。
【００２２】
前記透明板が斜めとなるように前記仕切板に装着されることで、前記光モジュールは、前記透明板で反射された光が前記光半導体素子に入射することを低減できる。従って、本発明は、安定動作する光モジュールを提供することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、部品数が少なく、工数を低減でき、これにより、経済性に優れる光モジュールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものでない。
【００２５】
（実施の形態１）
本実施形態は、一方の側がフェルールの挿入される筒状のキャップホルダと、中央に開口部を有し、前記キャップホルダの内部を仕切る仕切板と、前記開口部の前記キャップホルダの他方の側を塞ぐように前記仕切板に装着される透明板と、前記キャップホルダの前記他方の側に位置し、前記透明板に対向するように配置された光半導体素子と、前記光半導体素子を保持し、前記キャップホルダの前記他方の側の端に固定されるステムと、を備える光モジュールである。
【００２６】
図１を用いて、本実施形態に係る光モジュール１０について説明する。図１は、光モジュール１０の断面図である。光モジュール１０は、ステム２３、アバランシェフォトダイオード２５、キャップホルダ２６、仕切板２７、透明板２８及び低融点ガラス２９を備える。
【００２７】
光モジュール１０の製造について説明する。キャップホルダ２６は、円筒状、角筒状その他の筒状の形状である。キャップホルダ２６の一方の側は、フェルール２２が挿入される。キャップホルダ２６の内部が仕切板２７で仕切られるように、仕切板２７は、形成される。仕切板２７は、中央に開口部を有する。
【００２８】
例えば、キャップホルダ２６は、金属又はプラスチックを素材とし、一体成形されてもよい。キャップホルダ２６の素材が金属であれば、キャップホルダ２６は、切削及び研磨されて形成されてもよい。また、キャップホルダ２６の素材がプラスチックであれば、キャップホルダ２６は、射出成形又は金型成形で形成されてもよい。
【００２９】
また、キャップホルダ２６のフェルール２２が挿入される部分、仕切板２７及びステム２３を収容する部分が、部品として、個別に製造されてもよい。前述した部品が組み合わされて、キャップホルダ２６は、製造されてもよい。
【００３０】
透明板２８は、キャップホルダ２６のフェルール２２が挿入されない側の開口部を塞ぐように仕切板２７に装着される。例えば、透明板２８としては、所望の光を透過させるガラス、セラミック、プラスチック又は樹脂を素材とする板をあげることができる。
【００３１】
キャップホルダ２６の素材が金属であり、透明板２８の素材がガラス又はセラミックであれば、透明板２８は、低融点ガラス２９を用いて仕切板２７に装着されてもよい。
【００３２】
例えば、加熱され液体状になった低融点ガラス２９を、透明板２８の側面及び仕切板２７の表面に付着させてもよい。低融点ガラス２９を冷却すると低融点ガラス２９が固体化するので、透明板２８は、仕切板２７に固定される。低融点ガラス２９は機密性が高いので、光モジュール１０は、キャップホルダ２６のフェルール２２が挿入されない側の気密を保つことができる。
【００３３】
また、一体成形及び圧入を行い、透明板２８は、仕切板２７に固定されてもよい（図１には図示していない。）。透明板２８を一体成形及び圧入で固定すると、光モジュール１０は、キャップホルダ２６のフェルール２２が挿入されない側の気密を保つことができる。
【００３４】
あるいは、透明板２８は、接着剤を用いて仕切板２７に接着されてもよい（図１には図示していない。）。接着剤を用いて透明板２８を仕切板２７に接着すると、光モジュール１０は、キャップホルダ２６のフェルール２２が挿入されない側の気密を保つことができない場合がある。
【００３５】
アバランシェフォトダイオード２５は、透明板２８に対向するようにステム２３に配置される。例えば、光半導体素子としては、アバランシェフォトダイオード２５、フォトダイオード、フォトトランジスタその他の受光素子又は発光ダイオード、レーザダイオードその他の発光素子をあげることができる。また、光モジュール１０は、光半導体素子として、受光素子と発光素子の両方を備えてもよい。
【００３６】
キャップホルダ２６は、ステム２３に装着される。例えば、キャップホルダ２６の素材が金属であれば、キャップホルダ２６は、前述した抵抗溶接を用いてステム２３に装着されてもよい。また、キャップホルダ２６の素材がプラスチックであれば、キャップホルダ２６は、ステム２３に接着されてもよい。
【００３７】
光モジュール１０が、部品数が少なく、経済性に優れる点について説明する。光モジュール１０は、一方の側がフェルール２２を挿入する筒状であり、仕切板２７が形成されたキャップホルダ２６を備える。よって、図６に示すようなフェルールホルダ８０とステムホルダ８１とを一体に出来るので、光モジュール１０は、部品数を少なくすることができる。また、キャップホルダ２６を一体成形すれば、光モジュール１０は、製造コストを低減することができる。さらに、光モジュール１０は、高価なレンズを必要としない。従って、本実施形態は、部品数が少なく、これにより、経済性に優れる光モジュールを提供することができる。
【００３８】
また、光モジュール１０は、ステム２３の側面にステムリード（図１には図示していない。）を配さず、ステム２３の底面に配してもよい。すると、光モジュール１０は、小型になる。
【００３９】
本発明において、光ファイバーが中心軸に挿通された軸体及び前記軸体の外周を覆う金属製の鞘体を有するフェルールをさらに備え、前記フェルールが前記キャップホルダの前記一方の側に挿入されていることが好ましい。
【００４０】
図２を用いて、フェルール２２を備えた光モジュール１０について説明する。図２は、フェルール２２を備えた光モジュール１０の断面図である。光モジュール１０は、光ファイバー２１、フェルール２２、ステム２３、アバランシェフォトダイオード２５、キャップホルダ２６、仕切板２７、透明板２８、低融点ガラス２９、軸体３３及び鞘体３４を備える。
【００４１】
軸体３３は、中心軸に光ファイバー２１が挿通される。例えば、軸体３３の素材としては、ジルコニア、アルミナその他のセラミック又は硬化プラスチックをあげることができる。
【００４２】
軸体３３は、外周が金属製の鞘体３４で覆われる。フェルール２２は、軸体３３及び軸体３３の外周を覆う鞘体３４を有する。例えば、鞘体３４の素材としては、鉛、鉄、アルミ、チタン、銀その他の金属をあげることができる。
【００４３】
標準化された径のＳＣ型光コネクタ（ＪＩＳ  Ｃ５９７３）のフェルール部分を軸体３３とし、軸体３３を金属製の鞘体３４で覆い、本実施形態に係るフェルール２２としてもよい。
【００４４】
フェルール２２がキャップホルダ２６の一方の側に挿入されることで、軸体３３に挿通された光ファイバー２１を通じて、光モジュール１０は、アバランシェフォトダイオード２５へ光を安定して入力することができる。従って、本実施形態は、安定動作する光モジュールを提供することができる。
【００４５】
本実施形態において、前記キャップホルダの前記一方の側の内径の寸法公差は、０ミリメートル以上、＋０．０１ミリメートル以下であり、かつ、前記フェルールの外径の寸法公差は、−０．００５ミリメートル以上、０ミリメートル以下であることが好ましい。
【００４６】
キャップホルダ２６のフェルール２２が挿入される一方の側の内径の寸法公差が、０ミリメートル以上、＋０．０１ミリメートル以下となるように、キャップホルダ２６は、形成されてもよい。また、フェルール２２の外径の寸法公差が、−０．００５ミリメートル以上、０ミリメートル以下であるように、フェルール２２は、形成されてもよい。キャップホルダ２６のフェルール２２が挿入される一方の側の内径とフェルール２２の外径が、前述したような寸法公差となることで、光モジュール１０は、光モジュール１０の光軸に対して垂直方向の調芯工程を不要にすることができる。従って、本実施形態は、工数を低減でき、これにより、経済性に優れる光モジュールを提供することができる。
【００４７】
本実施形態において、前記仕切板の前記透明板が装着されていない側の面と前記キャップホルダの内面とが接する部分にフェルール端面の外縁部が当接する当付部をさらに備えることが好ましい。
【００４８】
図３を用いて、当付部を備えた光モジュール１１について説明する。図３は、光モジュール１１の断面図である。光モジュール１１は、光ファイバー２１、フェルール２２、ステム２３、アバランシェフォトダイオード２５、キャップホルダ２６、仕切板２７、透明板２８、低融点ガラス２９、当付部３０、軸体３３及び鞘体３４を備える。
【００４９】
仕切板２７の透明板２８が装着されていない側の面とキャップホルダ２６の内面が接する部分に、当付部３０は、形成される。光ファイバー２１から出力された光をアバランシェフォトダイオード２５が最高の感度で受光できる位置で、フェルール２２が保持されるように、当付部３０は、形成されてもよい。
【００５０】
例えば、当付部３０は、キャップホルダ２６とあわせて一体成型されてもよい。また、当付部３０は、部品として個別に製造された後に、キャップホルダ２６に装着されてもよい。
【００５１】
フェルール２２の端面の外縁部が当付部３０に当接するように、フェルール２２がキャップホルダ２６に挿入されることで、光モジュール１１は、光モジュール１１の光軸方向の調芯工程をも不要にすることができる。従って、本実施形態は、工数を低減でき、これにより、経済性に優れる光モジュールを提供することができる。
【００５２】
本実施形態において、前記キャップホルダの前記一方の側の挿入口に切り込みをさらに備えることが好ましい。
【００５３】
図４（ａ）及び図４（ｂ）を用いて、切り込みを備える光モジュール１１について説明する。図４（ａ）は、光モジュール１１のキャップホルダ２６のフェルール２２が挿入される一方の側の上面図である。図４（ａ）には、光ファイバー２１、キャップホルダ２６、突起３２、軸体３３及び鞘体３４図示している。図４（ｂ）は、光モジュール１１のキャップホルダ２６のフェルール２２が挿入される一方の側の拡大図である。また、図４（ｂ）には、光ファイバー２１、フェルール２２、キャップホルダ２６、切り込み３１、突起３２、軸体３３及び鞘体３４を図示している。
【００５４】
キャップホルダ２６のフェルール２２が挿入される一方の側の挿入口に切り込み３１を備える。切り込み３１の形状について、特に制限はない。例えば、切り込み３１は、切り込み３１の断面の形状がＵ字状、Ｖ字状、半円状、四角形状であってもよい。
【００５５】
透明板２８と対向する軸体３３の端面は、光モジュール１１の光軸に垂線に対して斜めとなるように形成されてもよい。また、切り込み３１に適合する突起３２が、フェルール２２に形成されてもよい。例えば、軸体３３の斜めに形成された端面と軸体３３の側面とのなす角が最も大きくなる側に、突起３２が、形成されてもよい（図４（ｂ）を参照。）。また、軸体３３の斜めに形成された端面と軸体３３の側面とのなす角が最も小さくなる側に、突起３２が、形成されてもよい（図４には図示していない。）。
【００５６】
フェルール２２の突起３２とキャップホルダ２６の切り込み３１が適合するように、フェルール２２は、キャップホルダ２６に挿入されてもよい。フェルール２２がキャップホルダ２２に挿入された状態であっても、光モジュール１１は、軸体３３の端面の傾斜の方向を外部に識別させることができる。よって、光モジュール１１は、フェルール２２の向きを容易に調整することができる。従って、本実施形態は、工数を低減でき、これにより、経済性に優れる光モジュールを提供することができる。
【００５７】
本実施形態において、前記キャップホルダの筒中心軸に垂直な面に対して斜めとなるように前記透明板が前記仕切板に装着されていることが好ましい。
【００５８】
図５を用いて、斜めに装着された透明板２８を備える光モジュール１２について説明する。図５は、光モジュール１２の断面図である。光モジュール１２は、光ファイバー２１、フェルール２２、ステム２３、アバランシェフォトダイオード２５、キャップホルダ２６、仕切板２７、透明板２８、低融点ガラス２９、当付部３０、軸体３３及び鞘体３４を備える。
【００５９】
図５において、仕切板２７のキャップホルダ２６のフェルール２２が挿入されない側の表面は、キャップホルダ２６の筒中心軸に垂直な面に対して斜めとなるように形成される。仕切板２７のキャップホルダ２６のフェルール２２が挿入されない側に、透明板２８は、仕切板２７の開口部を塞ぐように装着される。
【００６０】
透明板２８が光モジュール１２の光軸に対して斜めとなっているので、光モジュール１２は、透明板２８で反射された光がアバランシェフォトダイオード２５に入射することを低減できる。従って、本実施形態は、安定動作する光モジュールを提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の光モジュールは、受信用光モジュール、送信用光モジュール及び一芯双方向光モジュールとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一の実施形態に係る光モジュールの断面図である。
【図２】フェルールを備えた光モジュールの断面図である。
【図３】本発明の一の実施形態に係る光モジュールの断面図である。
【図４】本発明の一の実施形態に係る光モジュールのキャップホルダの上面図及び拡大図である。
【図５】本発明の一の実施形態に係る光モジュールの断面図である。
【図６】従来の発明に係る光モジュールの断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０、１１、１２、９０  光モジュール
２１  光ファイバー
２２  フェルール
２３  ステム
２５  アバランシェフォトダイオード
２６  キャップホルダ
２７  仕切板
２８  透明板
２９  低融点ガラス
３０  当付部
３１  切り込み
３２  突起
３３  軸体
３４  鞘体
８０  フェルールホルダ
８１  ステムホルダ
８２  レンズ
８３  ステムキャップ
８４  ステムリード
【図１】
2007114673.tif 000003
【図２】
2007114673.tif 000004
【図３】
2007114673.tif 000005
【図４】
2007114673.tif 000006
【図５】
2007114673.tif 000007
【図６】
2007114673.tif 000008